પદાર્થોનું મોટું ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય અને નાનું જૈવિક ચક્ર. પદાર્થનું મહાન ભૌગોલિક ચક્ર

પૃષ્ઠ 1

જૈવિક પરિભ્રમણ પ્રણાલીમાંથી તેમાં રહેલા તત્વોને કાયમ માટે બાકાત રાખીને, ગ્રેટ જીઓલોજિકલ સાયકલ પૃથ્વીના પોપડામાં ઊંડે સુધી જળકૃત ખડકો ખેંચે છે. ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ઇતિહાસના અભ્યાસક્રમમાં, પૃથ્વીની સપાટી પર ફરી એકવાર પરિવર્તિત કાંપના ખડકો, જીવંત સજીવો, પાણી અને હવાની પ્રવૃત્તિ દ્વારા ધીમે ધીમે નાશ પામે છે અને ફરીથી બાયોસ્ફિયર ચક્રમાં સમાવિષ્ટ થાય છે.  

મહાન ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર હજારો અથવા લાખો વર્ષોમાં થાય છે. તે નીચે મુજબ છે: ખડકો વિનાશ, હવામાનને આધિન છે અને આખરે વિશ્વ મહાસાગરમાં પાણીના પ્રવાહો દ્વારા ધોવાઇ જાય છે. અહીં તેઓ તળિયે જમા થાય છે, કાંપ બનાવે છે અને માનવ અથવા અન્ય પ્રાણીઓ દ્વારા પાણીમાંથી દૂર કરાયેલા સજીવો સાથે માત્ર આંશિક રીતે જમીન પર પાછા ફરે છે.  

મોટા ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્રનો આધાર એ જીવંત પદાર્થોની ભાગીદારી વિના ગ્રહોના ધોરણે ખનિજ સંયોજનોને એક જગ્યાએથી બીજા સ્થાને સ્થાનાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા છે.  

નાના ચક્ર ઉપરાંત, એક વિશાળ, ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર છે. કેટલાક પદાર્થો પૃથ્વીના ઊંડા સ્તરોમાં પ્રવેશે છે (સમુદ્રના તળિયાના કાંપ અથવા અન્ય માધ્યમો દ્વારા), જ્યાં વિવિધ સંયોજનો, ખનિજ અને કાર્બનિક પદાર્થોની રચના સાથે ધીમા પરિવર્તનો થાય છે. ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્રની પ્રક્રિયાઓ મુખ્યત્વે પૃથ્વીની આંતરિક ઊર્જા, તેના સક્રિય કોર દ્વારા સમર્થિત છે. સમાન ઊર્જા પૃથ્વીની સપાટી પર પદાર્થોના પ્રકાશનમાં ફાળો આપે છે. આમ, પદાર્થોનું મોટું ચક્ર બંધ છે. તેમાં લાખો વર્ષ લાગે છે.  

પદાર્થોના મોટા ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્રની ગતિ અને તીવ્રતા અંગે, હાલમાં કોઈ ચોક્કસ માહિતી પ્રદાન કરવી અશક્ય છે, ત્યાં માત્ર અંદાજિત અંદાજો છે, અને પછી માત્ર સામાન્ય ચક્રના બાહ્ય ઘટક માટે, એટલે કે. આવરણમાંથી પૃથ્વીના પોપડામાં પદાર્થના પ્રવાહને ધ્યાનમાં લીધા વિના.  

આ કાર્બન મોટા ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્રમાં ભાગ લે છે. આ કાર્બન, નાના જૈવિક ચક્રની પ્રક્રિયામાં, સામાન્ય રીતે બાયોસ્ફિયર અને જીવનના ગેસ સંતુલનને જાળવી રાખે છે.  

પૃથ્વીના પદાર્થોના મોટા ભૌગોલિક ચક્રમાં બાયોસ્ફિયર અને ટેક્નોસ્ફિયર ઘટકોનું યોગદાન ખૂબ જ નોંધપાત્ર છે: માનવ ઉત્પાદન પ્રવૃત્તિના અવકાશના વિસ્તરણને કારણે ટેક્નોસ્ફિયરના ઘટકોની સતત પ્રગતિશીલ વૃદ્ધિ થઈ રહી છે.  

પૃથ્વીની સપાટી પર હોવાથી, મુખ્ય તકનીકી-ભૌગોલિક રાસાયણિક પ્રવાહ પદાર્થોના વિશાળ ભૂસ્તર ચક્રના માળખામાં 70% જમીન માટે સમુદ્રમાં અને 30% માટે બંધ ડ્રેનલેસ ડિપ્રેશનમાં નિર્દેશિત થાય છે, પરંતુ હંમેશા ઉચ્ચથી નીચી ઊંચાઈ સુધી ગુરુત્વાકર્ષણ દળોની ક્રિયાના પરિણામે, પૃથ્વીના પોપડાના પદાર્થનો ઉચ્ચથી નીચી ઉંચાઇ સુધી, જમીનથી સમુદ્ર સુધીનો તફાવત. વિપરીત પ્રવાહો (વાતાવરણનું પરિવહન, માનવ પ્રવૃત્તિ, ટેક્ટોનિક હલનચલન, જ્વાળામુખી, સજીવોનું સ્થળાંતર) અમુક અંશે પદાર્થની આ સામાન્ય નીચે તરફની હિલચાલને જટિલ બનાવે છે, સ્થાનિક સ્થળાંતર ચક્ર બનાવે છે, પરંતુ તેને સંપૂર્ણ રીતે બદલતા નથી.  

વાતાવરણ દ્વારા જમીન અને સમુદ્ર વચ્ચે પાણીનું પરિભ્રમણ એ મહાન ભૂસ્તર ચક્રનો એક ભાગ છે. પાણી મહાસાગરોની સપાટી પરથી બાષ્પીભવન થાય છે અને કાં તો જમીન પર વહન કરવામાં આવે છે, જ્યાં તે વરસાદ તરીકે પડે છે, જે સપાટી અને ભૂગર્ભ પ્રવાહના સ્વરૂપમાં સમુદ્રમાં પાછું આવે છે અથવા સમુદ્રની સપાટી પર વરસાદ તરીકે પડે છે. પૃથ્વી પરના જળ ચક્રમાં વાર્ષિક 500 હજાર કિમી 3 થી વધુ પાણી ભાગ લે છે. સમગ્ર જળ ચક્ર આપણા ગ્રહ પર કુદરતી પરિસ્થિતિઓને આકાર આપવામાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. છોડ દ્વારા પાણીના બાષ્પોત્સર્જન અને બાયોજીઓકેમિકલ ચક્રમાં તેના શોષણને ધ્યાનમાં લેતા, પૃથ્વી પરનો સમગ્ર પાણી પુરવઠો તૂટી જાય છે અને 2 મિલિયન વર્ષોમાં પુનઃસ્થાપિત થાય છે.  

તેમની રચના અનુસાર, પદાર્થોનું જૈવિક ચક્ર પ્રકૃતિમાં પદાર્થોના વિશાળ, ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્રના માર્ગના ભાગ પર વિકસે છે.  

સપાટી અને ભૂગર્ભ જળ દ્વારા દ્રવ્યનું સ્થાનાંતરણ એ ભૂ-રાસાયણિક દ્રષ્ટિએ પૃથ્વીની જમીનના તફાવતમાં મુખ્ય પરિબળ છે, પરંતુ માત્ર એક જ નહીં, અને જો આપણે સામાન્ય રીતે પૃથ્વીની સપાટી પરના પદાર્થોના મોટા ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પરિભ્રમણ વિશે વાત કરીએ, તો પછી પ્રવાહ તેમાં ખાસ કરીને દરિયાઈ અને વાતાવરણીય પરિવહનમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.  

પદાર્થોના મોટા ભૌગોલિક ચક્રની ગતિ અને તીવ્રતા વિશે, હાલમાં કોઈ ચોક્કસ ડેટા પ્રદાન કરવું અશક્ય છે, ત્યાં માત્ર અંદાજિત અંદાજો છે, અને પછી માત્ર સામાન્ય ચક્રના બાહ્ય ઘટક માટે, એટલે કે. આવરણમાંથી પૃથ્વીના પોપડામાં પદાર્થના પ્રવાહને ધ્યાનમાં લીધા વિના. પદાર્થોના મોટા ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્રના બાહ્ય ઘટક એ પૃથ્વીની સપાટીના નિરાકરણની સતત ચાલુ પ્રક્રિયા છે.  

પૃષ્ઠ 1

ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર (પ્રકૃતિમાં પદાર્થોનું મોટું ચક્ર) એ પદાર્થોનું ચક્ર છે, જેનું ચાલક બળ બાહ્ય અને અંતર્જાત ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયાઓ છે.  

ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર એ પદાર્થોનું પરિભ્રમણ છે, જેનું ચાલક બળ બાહ્ય અને અંતર્જાત ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયાઓ છે.  

ભૌગોલિક ચક્રની સીમાઓ બાયોસ્ફિયરની સીમાઓ કરતા ઘણી વધુ પહોળી છે. અને, સૌથી અગત્યનું, જીવંત જીવો આ ચક્રની પ્રક્રિયાઓમાં ગૌણ ભૂમિકા ભજવે છે.  

આમ, પદાર્થોનું ભૌગોલિક ચક્ર જીવંત જીવોની ભાગીદારી વિના થાય છે અને જીવમંડળ અને પૃથ્વીના ઊંડા સ્તરો વચ્ચે પદાર્થોનું પુનઃવિતરણ કરે છે.  

ભૌગોલિક ચક્રના મોટા ચક્રમાં સૌથી મહત્વની ભૂમિકા દ્રવ્યના નાના ચક્રો દ્વારા ભજવવામાં આવે છે, બાયોસ્ફિયર અને ટેક્નોસ્ફેરિક બંને, જેમાં એકવાર પદાર્થ લાંબા સમય સુધી મોટા ભૂ-રાસાયણિક પ્રવાહથી બંધ થઈ જાય છે, સંશ્લેષણના અનંત ચક્રમાં પરિવર્તિત થાય છે અને વિઘટન.  

ભૌગોલિક ચક્રના મોટા ચક્રમાં સૌથી મહત્વની ભૂમિકા દ્રવ્યના નાના ચક્રો દ્વારા ભજવવામાં આવે છે, બાયોસ્ફિયર અને ટેક્નોસ્ફેરિક બંને, જેમાં એકવાર પદાર્થ મોટા જીઓકેમિકલ પ્રવાહમાંથી લાંબા સમય સુધી બંધ થઈ જાય છે, સંશ્લેષણના અનંત ચક્રમાં પરિવર્તિત થાય છે અને વિઘટન.  

આ કાર્બન ધીમા ભૂસ્તર ચક્રમાં ભાગ લે છે.  

આ કાર્બન જ ધીમા ભૌગોલિક ચક્રમાં ભાગ લે છે. પૃથ્વી પરના જીવન અને વાતાવરણના વાયુ સંતુલનને નાના (બાયોજેનિક) ચક્રમાં ભાગ લેતા છોડ (5 10 t) અને પ્રાણી (5 109 t) પેશીઓમાં રહેલા પ્રમાણમાં ઓછી માત્રામાં કાર્બન દ્વારા ટેકો મળે છે. જો કે, હાલમાં, માનવી કાર્બન સહિતના પદાર્થોના ચક્રને સઘન રીતે બંધ કરી રહ્યો છે. ઉદાહરણ તરીકે, એવો અંદાજ છે કે તમામ ઘરેલું પ્રાણીઓનો કુલ બાયોમાસ પહેલાથી જ તમામ જંગલી પાર્થિવ પ્રાણીઓના બાયોમાસ કરતાં વધી ગયો છે. ઉગાડવામાં આવેલા છોડના વિસ્તારો કુદરતી બાયોજીઓસેનોસિસના વિસ્તારોની નજીક આવી રહ્યા છે, અને ઘણી સાંસ્કૃતિક ઇકોસિસ્ટમ્સ તેમની ઉત્પાદકતામાં કુદરતી કરતાં નોંધપાત્ર રીતે શ્રેષ્ઠ છે, જે માનવો દ્વારા સતત વધી રહી છે.  

સમય અને અવકાશમાં સૌથી વધુ વ્યાપક એ પદાર્થોનું કહેવાતા ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર છે.  

પ્રકૃતિમાં પદાર્થોના પરિભ્રમણના 2 પ્રકાર છે: જમીન અને સમુદ્ર વચ્ચેના પદાર્થોનું વિશાળ અથવા ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર; નાના અથવા જૈવિક - માટી અને છોડ વચ્ચે.  

જમીનમાંથી છોડ દ્વારા કાઢવામાં આવેલું પાણી વરાળની સ્થિતિમાં વાતાવરણમાં પ્રવેશે છે, ત્યારબાદ, ઠંડક, ઘનીકરણ અને વરસાદના સ્વરૂપમાં જમીન અથવા સમુદ્રમાં પાછું આવે છે. ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય જળ ચક્ર યાંત્રિક પુનઃવિતરણ, જમાવટ, જમીન પર અને જળાશયોના તળિયે ઘન કાંપનું સંચય તેમજ જમીન અને ખડકોના યાંત્રિક વિનાશની પ્રક્રિયા પૂરી પાડે છે. જો કે, પાણીનું રાસાયણિક કાર્ય જીવંત સજીવો અથવા તેમના મેટાબોલિક ઉત્પાદનોની ભાગીદારીથી કરવામાં આવે છે. કુદરતી પાણી, જમીનની જેમ, જટિલ બાયોઇનર્ટ પદાર્થો છે.  

માનવ ભૌગોલિક રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ જૈવિક અને ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયાઓના ધોરણે તુલનાત્મક બની રહી છે. ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્રમાં, ડિન્યુડેશન લિંક તીવ્રપણે વધે છે.  

પરિબળ જે સામાન્ય પાત્ર અને જૈવિક પર મુખ્ય છાપ છોડી દે છે. તે જ સમયે, ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય જળચક્ર આ તમામ તત્વોને ભૂકંપની જમીનના સ્તરોમાંથી સમુદ્રના તટપ્રદેશમાં ધોવા માટે સતત પ્રયત્ન કરે છે. તેથી, જમીનની અંદર છોડના ખાદ્ય તત્વોની જાળવણી માટે તેમના સ્વરૂપમાં રૂપાંતર જરૂરી છે જે પાણીમાં સંપૂર્ણપણે અદ્રાવ્ય છે. આ જરૂરિયાત જીવંત કાર્બનિક પદાર્થો દ્વારા પૂરી થાય છે.  

ગ્રહ પરના તમામ પદાર્થો પરિભ્રમણની પ્રક્રિયામાં છે. સૌર ઊર્જા પૃથ્વી પર પદાર્થોના બે ચક્રનું કારણ બને છે: વિશાળ (ભૌગોલિક, જીવમંડળ)અને નાનું (જૈવિક).

બાયોસ્ફિયરમાં પદાર્થોનું વિશાળ ચક્ર બે મહત્વપૂર્ણ મુદ્દાઓ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: તે પૃથ્વીના સમગ્ર ભૌગોલિક વિકાસ દરમિયાન થાય છે અને તે આધુનિક ગ્રહોની પ્રક્રિયા છે જે બાયોસ્ફિયરના વધુ વિકાસમાં અગ્રણી ભાગ લે છે.

ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર ખડકોની રચના અને વિનાશ અને વિનાશ ઉત્પાદનોની અનુગામી હિલચાલ સાથે સંકળાયેલું છે - ક્લાસ્ટિક સામગ્રી અને રાસાયણિક તત્વો. જમીન અને પાણીની સપાટીના થર્મલ ગુણધર્મો આ પ્રક્રિયાઓમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે અને ચાલુ રાખે છે: સૂર્યપ્રકાશનું શોષણ અને પ્રતિબિંબ, થર્મલ વાહકતા અને ગરમીની ક્ષમતા. પૃથ્વીની સપાટીની અસ્થિર હાઇડ્રોથર્મલ શાસન, ગ્રહોની વાતાવરણીય પરિભ્રમણ પ્રણાલી સાથે મળીને, પદાર્થોનું ભૌગોલિક ચક્ર નક્કી કરે છે, જે પૃથ્વીના વિકાસના પ્રારંભિક તબક્કે, અંતર્જાત પ્રક્રિયાઓ સાથે, ખંડો, મહાસાગરો અને આધુનિક રચના સાથે સંકળાયેલું હતું. ભૂગોળ બાયોસ્ફિયરની રચના સાથે, સજીવોના કચરાના ઉત્પાદનોને મોટા ચક્રમાં સામેલ કરવામાં આવ્યા હતા. ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્ર જીવંત જીવોને પોષક તત્ત્વો પૂરા પાડે છે અને મોટાભાગે તેમના અસ્તિત્વની પરિસ્થિતિઓ નક્કી કરે છે.

મુખ્ય રાસાયણિક તત્વોલિથોસ્ફિયર: ઓક્સિજન, સિલિકોન, એલ્યુમિનિયમ, આયર્ન, મેગ્નેશિયમ, સોડિયમ, પોટેશિયમ અને અન્ય - મોટા ચક્રમાં ભાગ લે છે, ઉપલા આવરણના ઊંડા ભાગોમાંથી લિથોસ્ફિયરની સપાટી પર પસાર થાય છે. મેગ્માના સ્ફટિકીકરણ દરમિયાન ઉદ્ભવતા અગ્નિકૃત ખડક, પૃથ્વીની ઊંડાઈથી લિથોસ્ફિયરની સપાટી પર આવતા, જીવમંડળમાં વિઘટન અને હવામાનમાંથી પસાર થાય છે. વેધરિંગ પ્રોડક્ટ્સ મોબાઇલ સ્ટેટમાં પ્રવેશ કરે છે, પાણી અને પવન દ્વારા રાહતના નીચા વિસ્તારોમાં લઈ જવામાં આવે છે, નદીઓ, સમુદ્રમાં પ્રવેશ કરે છે અને કાંપના ખડકોના જાડા સ્તરો બનાવે છે, જે સમય જતાં, તાપમાન અને દબાણમાં વધારો ધરાવતા વિસ્તારોમાં ઊંડાણમાં ડૂબી જાય છે, મેટામોર્ફોસિસમાંથી પસાર થાય છે. , એટલે કે "રિમેલ્ટ". આ ગલન દરમિયાન, એક નવો મેટામોર્ફિક ખડક દેખાય છે, જે પૃથ્વીના પોપડાની ઉપરની ક્ષિતિજમાં પ્રવેશ કરે છે અને ફરીથી પદાર્થોના ચક્રમાં પ્રવેશ કરે છે. (ચોખા.).

સરળતાથી મોબાઇલ પદાર્થો - વાયુઓ અને કુદરતી પાણી કે જે ગ્રહનું વાતાવરણ અને હાઇડ્રોસ્ફિયર બનાવે છે - સૌથી તીવ્ર અને ઝડપી પરિભ્રમણમાંથી પસાર થાય છે. લિથોસ્ફિયર સામગ્રીનું ચક્ર વધુ ધીમેથી ચાલે છે. સામાન્ય રીતે, કોઈપણ રાસાયણિક તત્વનું દરેક ચક્ર પૃથ્વી પરના પદાર્થોના સામાન્ય મોટા ચક્રનો ભાગ છે અને તે બધા એકબીજા સાથે નજીકથી જોડાયેલા છે. આ ચક્રમાં બાયોસ્ફિયરના જીવંત પદાર્થો બાયોસ્ફિયરમાં સતત પરિભ્રમણ કરતા રાસાયણિક તત્વોને પુનઃવિતરિત કરવાનું જબરદસ્ત કાર્ય કરે છે, બાહ્ય વાતાવરણમાંથી સજીવોમાં અને ફરીથી બાહ્ય વાતાવરણમાં પસાર થાય છે.

નાના, અથવા જૈવિક, પદાર્થોનું ચક્ર- આ

છોડ, પ્રાણીઓ, ફૂગ, સુક્ષ્મસજીવો અને જમીન વચ્ચે પદાર્થોનું પરિભ્રમણ. જૈવિક ચક્રનો સાર બે વિરોધી પરંતુ એકબીજા સાથે જોડાયેલી પ્રક્રિયાઓની ઘટનામાં રહેલો છે - કાર્બનિક પદાર્થોની રચના અને તેમના વિનાશ. કાર્બનિક પદાર્થોના ઉદભવનો પ્રારંભિક તબક્કો લીલા છોડના પ્રકાશસંશ્લેષણને કારણે છે, એટલે કે, સૌર ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, પાણી અને સરળ ખનિજ સંયોજનોમાંથી જીવંત પદાર્થોની રચના. છોડ (ઉત્પાદકો) માટીમાંથી સલ્ફર, ફોસ્ફરસ, કેલ્શિયમ, પોટેશિયમ, મેગ્નેશિયમ, મેંગેનીઝ, સિલિકોન, એલ્યુમિનિયમ, જસત, તાંબુ અને અન્ય તત્વોના અણુઓ દ્રાવણમાં કાઢે છે. શાકાહારી પ્રાણીઓ (પ્રથમ ક્રમના ઉપભોક્તા) વનસ્પતિ મૂળના ખોરાકના સ્વરૂપમાં આ તત્વોના સંયોજનોને શોષી લે છે. શિકારી (II-ઓર્ડર ગ્રાહકો) શાકાહારી પ્રાણીઓને ખવડાવે છે, પ્રોટીન, ચરબી, એમિનો એસિડ અને અન્ય પદાર્થો સહિત વધુ જટિલ રચનાનો ખોરાક લે છે. સુક્ષ્મસજીવો (વિઘટનકર્તા) દ્વારા મૃત છોડ અને પ્રાણીઓના અવશેષોના કાર્બનિક પદાર્થોના વિનાશની પ્રક્રિયામાં, સરળ ખનિજ સંયોજનો જમીન અને જળચર વાતાવરણમાં પ્રવેશ કરે છે, જે છોડ દ્વારા એસિમિલેશન માટે ઉપલબ્ધ છે, અને જૈવિક ચક્રનો આગળનો રાઉન્ડ શરૂ થાય છે. (ફિગ. 33).

નોસ્ફિયરનો ઉદભવ અને વિકાસ

પૃથ્વી પર કાર્બનિક વિશ્વની ઉત્ક્રાંતિ ઘણા તબક્કાઓમાંથી પસાર થઈ છે, પ્રથમ બાયોસ્ફિયરમાં પદાર્થોના જૈવિક ચક્રના ઉદભવ સાથે સંકળાયેલ છે. બીજો બહુકોષીય સજીવોની રચના સાથે હતો. આ બે તબક્કાઓને બાયોજેનેસિસ કહેવામાં આવે છે, ત્રીજો તબક્કો માનવ સમાજના ઉદભવ સાથે સંકળાયેલ છે, જેના પ્રભાવ હેઠળ, આધુનિક પરિસ્થિતિઓમાં, બાયોસ્ફિયરનું ઉત્ક્રાંતિ થાય છે અને તેનું રૂપાંતરણ કારણના ક્ષેત્રમાં થાય છે - નોસ્ફિયર (ગ્રીકમાંથી. - મન, - બોલ). નૂસ્ફિયર એ બાયોસ્ફિયરની નવી સ્થિતિ છે, જ્યારે બુદ્ધિશાળી માનવ પ્રવૃત્તિ તેના વિકાસને નિર્ધારિત કરતું મુખ્ય પરિબળ બની જાય છે. ઇ. લેરોય દ્વારા "નોસ્ફીયર" શબ્દ રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો. V.I. વર્નાડસ્કીએ નોસ્ફિયરના સિદ્ધાંતને વધુ ઊંડો અને વિકસિત કર્યો. તેમણે લખ્યું: "નૂસ્ફિયર એ આપણા ગ્રહ પર એક નવી ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ઘટના છે, તેમાં માણસ એક મુખ્ય ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય બળ બની જાય છે." V.I. નૂસ્ફિયરની રચના માટે જરૂરી પૂર્વજરૂરીયાતોની ઓળખ કરી નવા પ્રકારની ઉર્જાનો ઉપયોગ. 6. સમાજના જીવનમાંથી યુદ્ધો દૂર કરવા. વીસમી સદીમાં વૈજ્ઞાનિક વિચારના વિસ્ફોટના પરિણામે આ પૂર્વજરૂરીયાતોની રચના શક્ય બને છે.

વિષય – 6. પ્રકૃતિ – માણસ: એક વ્યવસ્થિત અભિગમ.વ્યાખ્યાનનો હેતુ: ઇકોલોજીના પ્રણાલીગત પોસ્ટ્યુલેટ્સની સર્વગ્રાહી સમજ રચવા માટે.

મુખ્ય પ્રશ્નો: 1. સિસ્ટમ અને જટિલ બાયોસિસ્ટમ્સની વિભાવના 3. સિસ્ટમ પોસ્ટ્યુલેટ્સ: સાર્વત્રિક જોડાણનો કાયદો, બી. પ્રકૃતિમાં પ્રતિસાદ અને જીવંત પદાર્થોની સ્થિરતાનો નિયમ 4. "પ્રકૃતિ-માનવ" અને "માનવ-અર્થતંત્ર-બાયોટા-પર્યાવરણ" સિસ્ટમ્સમાં ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના નમૂનાઓ.

ઇકોલોજીકલ સિસ્ટમ એ ઇકોલોજીનો મુખ્ય હેતુ છે. ઇકોલોજી તેના સારમાં પ્રણાલીગત છે અને તેના સૈદ્ધાંતિક સ્વરૂપમાં સિસ્ટમોના સામાન્ય સિદ્ધાંતની નજીક છે. સિસ્ટમના સામાન્ય સિદ્ધાંત મુજબ, સિસ્ટમ એ ભાગોનો વાસ્તવિક અથવા કલ્પનાશીલ સંગ્રહ છે, જેના અભિન્ન ગુણધર્મો સિસ્ટમના ભાગો (તત્વો) વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. વાસ્તવિક જીવનમાં, સિસ્ટમને અમુક પ્રકારની નિયમિત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અથવા આપેલ કાર્ય કરવા માટે પરસ્પર નિર્ભરતા દ્વારા સંયુક્ત પદાર્થોના સંગ્રહ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. સામગ્રીમાં ચોક્કસ વંશવેલો છે - અવકાશી-ટેમ્પોરલ સબઓર્ડિનેશન અને સિસ્ટમ્સની ગૂંચવણોના ઓર્ડર કરેલ ક્રમ. આપણા વિશ્વની તમામ વિવિધતાને ત્રણ ક્રમિક ઉભરી વંશવેલોના સ્વરૂપમાં પ્રસ્તુત કરો. આ મુખ્ય, કુદરતી, ભૌતિક-રાસાયણિક-જૈવિક (F, X, B) વંશવેલો અને બે ગૌણ વંશવેલો છે જે તેના આધારે ઉદ્ભવ્યો છે, સામાજિક (S) અને તકનીકી (T) વંશવેલો. પ્રતિસાદની સંપૂર્ણતામાં છેલ્લાનું અસ્તિત્વ ચોક્કસ રીતે મુખ્ય વંશવેલાને પ્રભાવિત કરે છે. વિવિધ પદાનુક્રમમાંથી સિસ્ટમોનું સંયોજન સિસ્ટમોના "મિશ્ર" વર્ગો તરફ દોરી જાય છે. આમ, પદાનુક્રમ (F, X - "પર્યાવરણ") ના જૈવિક ભાગની જીવંત પ્રણાલીઓ સાથે પદાનુક્રમના ભૌતિક-રાસાયણિક ભાગમાંથી સિસ્ટમોનું સંયોજન (B - "biota") સિસ્ટમોના મિશ્ર વર્ગ તરફ દોરી જાય છે જેને કહેવાય છે. પર્યાવરણીયવંશવેલો C માંથી સિસ્ટમોનું સંયોજન

("માણસ") અને ટી ("ટેક્નોલોજી") આર્થિક વર્ગ તરફ દોરી જાય છે, અથવા તકનીકી અને આર્થિક,સિસ્ટમો

ચોખા. . સામગ્રી પ્રણાલીઓની વંશવેલો:

એફ, એક્સ - ભૌતિક અને રાસાયણિક, બી - જૈવિક, એસ - સામાજિક, ટી - તકનીકી

તે સ્પષ્ટ હોવું જોઈએ કે પ્રકૃતિ પર માનવ સમાજની અસર, ટેક્નોલોજી અને ટેક્નોલોજી (ટેક્નોજેનેસિસ) દ્વારા મધ્યસ્થી, આકૃતિમાં દર્શાવેલ, કુદરતી પ્રણાલીઓના સમગ્ર પદાનુક્રમને લાગુ પડે છે: નીચલી શાખા - અજૈવિક પર્યાવરણ માટે, ઉપલા - બાયોસ્ફિયરનો બાયોટા. નીચે આપણે આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પર્યાવરણીય અને તકનીકી અને આર્થિક પાસાઓ વચ્ચેના જોડાણને ધ્યાનમાં લઈશું.

બધી સિસ્ટમોમાં કેટલાક સામાન્ય ગુણધર્મો છે:

1. દરેક સિસ્ટમમાં ચોક્કસ હોય છે માળખુંસ્પેટીઓટેમ્પોરલ જોડાણો અથવા સિસ્ટમના તત્વો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના સ્વરૂપ દ્વારા નિર્ધારિત. સ્ટ્રક્ચરલ ઓર્ડરિંગ પોતે જ સિસ્ટમનું સંગઠન નક્કી કરતું નથી. સિસ્ટમ કહી શકાય સંગઠિત,જો તેનું અસ્તિત્વ કાં તો અમુક કાર્યાત્મક (ચોક્કસ કાર્ય કરવા) માળખું જાળવવા માટે જરૂરી છે, અથવા, તેનાથી વિપરીત, આવી રચનાની પ્રવૃત્તિ પર આધાર રાખે છે.

2. અનુસાર જરૂરી વિવિધતાનો સિદ્ધાંતસિસ્ટમમાં વ્યક્તિત્વ વિનાના સમાન તત્વોનો સમાવેશ થઈ શકે નહીં. વિવિધતાની નીચલી મર્યાદા ઓછામાં ઓછા બે તત્વો છે (પ્રોટોન અને ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટીન અને ન્યુક્લિક એસિડ, "તે" અને "તે"), ઉપલી મર્યાદા અનંત છે. વિવિધતા એ સિસ્ટમની સૌથી મહત્વપૂર્ણ માહિતી લાક્ષણિકતા છે. તે તત્વોની જાતોની સંખ્યાથી અલગ છે અને તેને માપી શકાય છે 3. સિસ્ટમના ગુણધર્મોને તેના ભાગોના ગુણધર્મોના આધારે સમજી શકાતા નથી. તે તત્વો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે જે નિર્ણાયક છે. એસેમ્બલી પહેલાં મશીનના વ્યક્તિગત ભાગોને જોઈને તેના ઓપરેશનનું મૂલ્યાંકન કરવું અશક્ય છે. ફૂગ અને શેવાળના કેટલાક સ્વરૂપોનો અલગથી અભ્યાસ કરીને, લિકેનના સ્વરૂપમાં તેમના સહજીવનના અસ્તિત્વની આગાહી કરવી અશક્ય છે. શરીર પર બે અથવા વધુ વિવિધ પરિબળોની સંયુક્ત અસર તેમની અલગ અસરોના સરવાળા કરતાં લગભગ હંમેશા અલગ હોય છે. સિસ્ટમના ગુણધર્મોની અપ્રિયતાની ડિગ્રી તે વ્યક્તિગત ઘટકોના ગુણધર્મોના સરવાળા સુધી નક્કી કરે છે જેમાં તે સમાવે છે. ઉદભવસિસ્ટમો

4. સિસ્ટમને અલગ પાડવું તેના વિશ્વને બે ભાગોમાં વહેંચે છે - સિસ્ટમ પોતે અને તેનું પર્યાવરણ. પર્યાવરણ સાથે દ્રવ્ય, ઊર્જા અને માહિતીના વિનિમયની હાજરી (ગેરહાજરી) ના આધારે, નીચેના મૂળભૂત રીતે શક્ય છે: અલગસિસ્ટમો (કોઈ વિનિમય શક્ય નથી); બંધસિસ્ટમો (ચયાપચય અશક્ય છે); ખુલ્લુંસિસ્ટમો (દ્રવ્ય અને ઊર્જાનું વિનિમય શક્ય છે). ઊર્જાનું વિનિમય માહિતીનું વિનિમય નક્કી કરે છે. જીવંત પ્રકૃતિમાં ફક્ત ખુલ્લા છે ગતિશીલસિસ્ટમો, જેના આંતરિક તત્વો અને પર્યાવરણના તત્વો વચ્ચે દ્રવ્ય, ઊર્જા અને માહિતીનું પરિવહન થાય છે. કોઈપણ જીવંત પ્રણાલી - વાયરસથી બાયોસ્ફિયર સુધી - એક ઓપન ડાયનેમિક સિસ્ટમ છે.

5. બાહ્ય પરિબળો પર સિસ્ટમમાં આંતરિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનું વર્ચસ્વ અને બાહ્ય પરિબળોના સંબંધમાં સિસ્ટમની યોગ્યતા
ક્રિયાઓ તે નક્કી કરે છે સ્વ-બચાવ ક્ષમતાસંસ્થા, સહનશક્તિ અને સ્થિરતાના ગુણો માટે આભાર. સિસ્ટમ પરનો બાહ્ય પ્રભાવ, તેની આંતરિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની શક્તિ અને લવચીકતાને ઓળંગીને, બદલી ન શકાય તેવા ફેરફારો તરફ દોરી જાય છે.
અને સિસ્ટમનું મૃત્યુ. ગતિશીલ સિસ્ટમની સ્થિરતા બાહ્ય ચક્રીય કાર્ય દ્વારા જાળવવામાં આવે છે જે તે સતત કરે છે. આમાં ઊર્જાના પ્રવાહ અને પરિવર્તનની જરૂર છે. વિષય સિસ્ટમના મુખ્ય ધ્યેયને હાંસલ કરવાની સંભાવના - સ્વ-સંરક્ષણ (સ્વ-પ્રજનન દ્વારા સહિત) તેના તરીકે નક્કી કરવામાં આવે છે. સંભવિત અસરકારકતા.

6. સમયસર સિસ્ટમની ક્રિયાને તેની કહેવામાં આવે છે વર્તનબાહ્ય પરિબળને કારણે વર્તનમાં ફેરફાર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે પ્રતિક્રિયાસિસ્ટમ, અને સિસ્ટમની પ્રતિક્રિયામાં ફેરફાર જે બંધારણમાં ફેરફાર સાથે સંકળાયેલ છે અને વર્તનને સ્થિર કરવાનો હેતુ છે. ઉપકરણઅથવા અનુકૂલનસમય જતાં સિસ્ટમની રચના અને જોડાણોમાં અનુકૂલનશીલ ફેરફારોનું એકત્રીકરણ, જેમાં તેની સંભવિત કાર્યક્ષમતા વધે છે, તેને ગણવામાં આવે છે. વિકાસઅથવા ઉત્ક્રાંતિ,સિસ્ટમો પ્રકૃતિમાં તમામ ભૌતિક પ્રણાલીઓનો ઉદભવ અને અસ્તિત્વ ઉત્ક્રાંતિને કારણે છે. ગતિશીલ પ્રણાલીઓ વધુ સંભવિતથી ઓછી સંભવિત સંસ્થાની દિશામાં વિકસિત થાય છે, એટલે કે. વિકાસ સંગઠનની વધતી જટિલતાના માર્ગને અનુસરે છે અને સિસ્ટમની રચનામાં સબસિસ્ટમ્સની રચના. પ્રકૃતિમાં, પ્રણાલીઓના વર્તનના તમામ સ્વરૂપો - પ્રારંભિક પ્રતિક્રિયાઓથી વૈશ્વિક ઉત્ક્રાંતિ સુધી - નોંધપાત્ર રીતે છે બિનરેખીયજટિલ સિસ્ટમોના ઉત્ક્રાંતિનું એક મહત્વપૂર્ણ લક્ષણ છે
અસમાનતા, એકવિધતાનો અભાવ.નાના ફેરફારોના ધીમે ધીમે સંચયનો સમયગાળો કેટલીકવાર તીવ્ર ગુણાત્મક કૂદકો દ્વારા વિક્ષેપિત થાય છે જે સિસ્ટમના ગુણધર્મોમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કરે છે. તેઓ સામાન્ય રીતે કહેવાતા સાથે સંકળાયેલા હોય છે વિભાજન બિંદુઓ- વિભાજન, ઉત્ક્રાંતિના પાછલા માર્ગનું વિભાજન. દ્વિભાજન બિંદુ પર માર્ગના એક અથવા બીજા ચાલુ રાખવાની પસંદગી, કણો, પદાર્થો, સજીવો, સમાજો અથવા તેનાથી વિપરીત, સિસ્ટમના મૃત્યુની નવી દુનિયાના ઉદભવ અને સમૃદ્ધિ પર ઘણો આધાર રાખે છે. નિર્ણાયક પ્રણાલીઓ માટે પણ, પસંદગીનું પરિણામ ઘણીવાર અણધારી હોય છે, અને દ્વિભાજન બિંદુ પરની પસંદગી રેન્ડમ આવેગ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે. કોઈપણ વાસ્તવિક પ્રણાલીને કેટલીક સામગ્રી સામ્યતા અથવા સાંકેતિક છબીના સ્વરૂપમાં રજૂ કરી શકાય છે, એટલે કે. અનુક્રમે એનાલોગ અથવા સાઇન સિસ્ટમનું મોડેલ.મોડેલિંગ અનિવાર્યપણે સિસ્ટમમાં સંબંધોના કેટલાક સરળીકરણ અને ઔપચારિકકરણ સાથે છે. આ ઔપચારિકતા હોઈ શકે છે
તાર્કિક (કારણ-અને-અસર) અને/અથવા ગાણિતિક (કાર્યાત્મક) સંબંધોના રૂપમાં અમલમાં મૂકાય છે જેમ જેમ સિસ્ટમની જટિલતા વધે છે, તેઓ નવા ઉદ્ભવતા ગુણો પ્રાપ્ત કરે છે. તે જ સમયે, સરળ સિસ્ટમ્સના ગુણો સચવાય છે. તેથી, સિસ્ટમના ગુણોની એકંદર વિવિધતા વધે છે કારણ કે તે વધુ જટિલ બને છે (ફિગ. 2.2).

ચોખા. 2.2. સિસ્ટમ પદાનુક્રમના ગુણધર્મોમાં તેમના સ્તરમાં વધારા સાથે ફેરફારોની પેટર્ન (ફ્લિશમેન, 1982 મુજબ):

1 - વિવિધતા, 2 - સ્થિરતા, 3 - ઉદભવ, 4 - જટિલતા, 5 - બિન-ઓળખ, 6 - વ્યાપ

બાહ્ય પ્રભાવોના સંબંધમાં પ્રવૃત્તિમાં વધારો કરવા માટે, સિસ્ટમના ગુણોને નીચેના ક્રમમાં ઓર્ડર કરી શકાય છે: 1 - સ્થિરતા, 2 - પર્યાવરણની જાગરૂકતાને કારણે વિશ્વસનીયતા (અવાજની પ્રતિરક્ષા), 3 - નિયંત્રણક્ષમતા, 4 - સ્વ- સંસ્થા આ શ્રેણીમાં, દરેક અનુગામી ગુણવત્તા અર્થપૂર્ણ બને છે જો પહેલાની એક હાજર હોય.

પાર મુશ્કેલી સિસ્ટમની રચના સંખ્યા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે nતેના તત્વો અને સંખ્યા ટી

તેમની વચ્ચે જોડાણો. જો કોઈપણ સિસ્ટમમાં ચોક્કસ અલગ અવસ્થાઓની સંખ્યાનો અભ્યાસ કરવામાં આવે તો સિસ્ટમની જટિલતા સાથેજોડાણોની સંખ્યાના લઘુગણક દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

C=lgm.(2.1)

પ્રણાલીઓને પરંપરાગત રીતે જટિલતા દ્વારા નીચે પ્રમાણે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે: 1) હજાર રાજ્યો (O) સુધીની સિસ્ટમો <С < 3), относятся к સરળ; 2) એક મિલિયન રાજ્યો (3< С < 6), являют собой જટિલ સિસ્ટમો; 3) એક મિલિયન (C > 6) થી વધુ રાજ્યોની સંખ્યા ધરાવતી સિસ્ટમો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે ખૂબ જટિલ.

બધી વાસ્તવિક કુદરતી જૈવ પ્રણાલીઓ ખૂબ જટિલ છે. એક વાયરસની રચનામાં પણ, જૈવિક રીતે નોંધપાત્ર પરમાણુ અવસ્થાઓની સંખ્યા પછીના મૂલ્ય કરતાં વધી જાય છે.

ખનિજો અને પાણીનું વિશાળ ભૂસ્તર ચક્ર વિશાળ સંખ્યામાં અજૈવિક પરિબળોના પ્રભાવ હેઠળ થાય છે.

4.3.1. મોટા ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ચક્રમાં પદાર્થોનું પરિભ્રમણ.

લિથોસ્ફેરિક પ્લેટોના સિદ્ધાંત મુજબ, પૃથ્વીના બાહ્ય શેલમાં ઘણા મોટા બ્લોક્સ (પ્લેટો) હોય છે. આ સિદ્ધાંત 100-150 કિમી જાડા શક્તિશાળી લિથોસ્ફેરિક પ્લેટોની આડી હલનચલનનું અસ્તિત્વ ધારે છે.

તદુપરાંત, મધ્ય-મહાસાગર પટ્ટાઓની અંદર, કહેવાતા રિફ્ટ ઝોન. લિથોસ્ફેરિક પ્લેટો તૂટે છે અને યુવાન સમુદ્રી પોપડાની રચના સાથે અલગ થઈ જાય છે

આ ઘટનાને સમુદ્રી તળ ફેલાવો કહેવામાં આવે છે. આમ, ખનિજ પદાર્થોનો પ્રવાહ આવરણની ઊંડાઈમાંથી વધે છે, યુવાન સ્ફટિકીય ખડકો બનાવે છે.

આ પ્રક્રિયાથી વિપરીત, ઊંડા સમુદ્રી દરિયાઈ ખાઈના ક્ષેત્રમાં, ખંડીય પોપડાનો એક ભાગ સતત બીજા પર ધકેલવામાં આવે છે, જે પ્લેટના પેરિફેરલ ભાગને આવરણમાં નિમજ્જન સાથે છે, એટલે કે, તેનો એક ભાગ. પૃથ્વીના પોપડાનો નક્કર પદાર્થ પૃથ્વીના આવરણની રચનામાં જાય છે. ઊંડી દરિયાઈ ખાઈમાં થતી પ્રક્રિયાને દરિયાઈ પોપડાનું સબડક્શન કહેવામાં આવે છે.

પૃથ્વી પર જળચક્ર સતત અને સર્વત્ર ચાલે છે. જળ ચક્રના ચાલક બળો થર્મલ ઉર્જા અને ગુરુત્વાકર્ષણ છે. ગરમીના પ્રભાવ હેઠળ, બાષ્પીભવન, પાણીની વરાળનું ઘનીકરણ અને અન્ય પ્રક્રિયાઓ થાય છે, જે સૂર્યમાંથી આવતી લગભગ 50% ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ - વરસાદના ટીપાંનો પતન, નદીઓનો પ્રવાહ, જમીન અને ભૂગર્ભજળની હિલચાલ. મોટેભાગે આ કારણો એકસાથે કાર્ય કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, થર્મલ પ્રક્રિયાઓ અને ગુરુત્વાકર્ષણ બંને પાણીના વાતાવરણીય પરિભ્રમણ પર કાર્ય કરે છે.

4.3.2. નિર્જીવ પ્રકૃતિમાં તત્વોનું ચક્ર

તે બે રીતે હાથ ધરવામાં આવે છે: પાણી અને હવા સ્થળાંતર. હવા સ્થળાંતર કરનારાઓમાં શામેલ છે: ઓક્સિજન, હાઇડ્રોજન, નાઇટ્રોજન, આયોડિન.

જળ સ્થળાંતર કરનારાઓમાં તે પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે જે મુખ્યત્વે જમીન, સપાટી અને ભૂગર્ભજળમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે, મુખ્યત્વે પરમાણુઓ અને આયનોના સ્વરૂપમાં: સોડિયમ, મેગ્નેશિયમ, એલ્યુમિનિયમ, સિલિકોન, ફોસ્ફરસ, સલ્ફર, ક્લોરિન, પોટેશિયમ, મેંગેનીઝ, આયર્ન, કોબાલ્ટ, નિકલ, સ્ટ્રોન્ટ લીડ, વગેરે. હવા સ્થળાંતર કરનારાઓ પણ ક્ષારનો ભાગ છે જે પાણીમાં સ્થળાંતર કરે છે. જો કે, તેમના માટે હવાનું સ્થળાંતર વધુ લાક્ષણિક છે.

4.4 નાનું (જૈવિક) ચક્ર

બાયોસ્ફિયરમાં જીવંત પદાર્થોનો સમૂહ પ્રમાણમાં નાનો છે. જો તે પૃથ્વીની સપાટી પર વિતરિત કરવામાં આવે છે, તો પરિણામ માત્ર 1.5 સે.મી.નું સ્તર છે. ગ્રહના અન્ય શેલો કરતાં 10-6 ગણાથી ઓછા દળનું બનેલું બાયોસ્ફિયર અસાધારણ રીતે વધુ વૈવિધ્ય ધરાવે છે અને તેની રચનાને મિલિયન ગણી ઝડપથી નવીકરણ કરે છે.

કોષ્ટક 4.1

પૃથ્વીના અન્ય ભૂગોળ સાથે બાયોસ્ફિયરની સરખામણી

*જીવંત વજનના આધારે જીવંત બાબત

4.4.1. બાયોસ્ફિયરના કાર્યો

બાયોસ્ફિયરના બાયોટા માટે આભાર, ગ્રહ પર રાસાયણિક પરિવર્તનનો મુખ્ય ભાગ થાય છે. આથી V.I.નો ચુકાદો વર્નાડસ્કી જીવંત પદાર્થોની પ્રચંડ પરિવર્તનશીલ ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ભૂમિકા વિશે. કાર્બનિક ઉત્ક્રાંતિ દરમિયાન, જીવંત સજીવો તેમના અંગો, પેશીઓ, કોષો અને રક્ત દ્વારા, સમગ્ર વાતાવરણ, વિશ્વ મહાસાગરના સમગ્ર જથ્થામાં, મોટાભાગની જમીનનો સમૂહ અને ખનિજ પદાર્થોનો વિશાળ સમૂહ હજાર વખત ( વિવિધ ચક્ર માટે 103 થી 105 વખત). અને તેઓ માત્ર તે ચૂકી ગયા નથી, પરંતુ તેમની જરૂરિયાતો અનુસાર પૃથ્વીના પર્યાવરણમાં પણ ફેરફાર કર્યો છે.

સૌર ઊર્જાને રાસાયણિક બોન્ડની ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરવાની તેમની ક્ષમતાને કારણે, છોડ અને અન્ય સજીવો ગ્રહોના ધોરણે સંખ્યાબંધ મૂળભૂત બાયોજીઓકેમિકલ કાર્યો કરે છે.

ગેસ કાર્ય. જીવંત વસ્તુઓ પ્રકાશસંશ્લેષણ અને શ્વસન પ્રક્રિયાઓ દ્વારા પર્યાવરણ સાથે સતત ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું વિનિમય કરે છે. ગ્રહના ભૌગોલિક રાસાયણિક ઉત્ક્રાંતિમાં અને આધુનિક વાતાવરણની ગેસ રચનાની રચનામાં ઘટાડતા વાતાવરણમાંથી ઓક્સિડાઇઝિંગ વાતાવરણમાં પરિવર્તનમાં છોડોએ નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવી હતી. છોડ O2 અને CO2 ની સાંદ્રતાને સખત રીતે નિયંત્રિત કરે છે, જે તમામ આધુનિક જીવંત જીવોની સંપૂર્ણતા માટે શ્રેષ્ઠ છે.

એકાગ્રતા કાર્ય. તેમના શરીરમાંથી મોટા પ્રમાણમાં હવા અને કુદરતી ઉકેલો પસાર કરીને, જીવંત જીવો બાયોજેનિક સ્થળાંતર (રસાયણની હિલચાલ) અને રાસાયણિક તત્વો અને તેમના સંયોજનોની સાંદ્રતા કરે છે. આ કાર્બનિક પદાર્થોના જૈવસંશ્લેષણ, કોરલ ટાપુઓનું નિર્માણ, શેલ અને હાડપિંજરનું નિર્માણ, કાંપના ચૂનાના સ્તરનો દેખાવ, કેટલાક ધાતુના અયસ્કના થાપણો, સમુદ્રના તળ પર આયર્ન-મેંગેનીઝ નોડ્યુલ્સનું સંચય વગેરે સાથે સંબંધિત છે. જૈવિક ઉત્ક્રાંતિના પ્રારંભિક તબક્કા જળચર વાતાવરણમાં થયા હતા. સજીવોએ પાતળા જલીય દ્રાવણમાંથી તેમને જરૂરી પદાર્થો કાઢવાનું શીખ્યા છે, તેમના શરીરમાં તેમની સાંદ્રતા વારંવાર વધારી છે.

જીવંત પદાર્થનું રેડોક્સ કાર્ય તત્વોના બાયોજેનિક સ્થળાંતર અને પદાર્થોની સાંદ્રતા સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે. પ્રકૃતિમાં ઘણા પદાર્થો સ્થિર હોય છે અને સામાન્ય સ્થિતિમાં ઓક્સિડેશનમાંથી પસાર થતા નથી, ઉદાહરણ તરીકે, મોલેક્યુલર નાઇટ્રોજન સૌથી મહત્વપૂર્ણ બાયોજેનિક તત્વોમાંનું એક છે. પરંતુ જીવંત કોષોમાં એવા શક્તિશાળી ઉત્પ્રેરક-ઉત્સેચકો હોય છે-જે તેઓ અજૈવિક વાતાવરણમાં કરી શકે છે તેના કરતા લાખો ગણી ઝડપથી ઘણી રેડોક્સ પ્રતિક્રિયાઓ કરી શકે છે.

બાયોસ્ફિયરના જીવંત પદાર્થોની માહિતી કાર્ય. તે પ્રથમ આદિમ જીવંત પ્રાણીઓના દેખાવ સાથે જ ગ્રહ પર સક્રિય ("જીવંત") માહિતી દેખાઈ, જે તે "મૃત" માહિતીથી અલગ હતી, જે રચનાનું સરળ પ્રતિબિંબ છે. સજીવો સક્રિય પરમાણુ બંધારણ સાથે ઊર્જાના પ્રવાહને સંયોજિત કરીને માહિતી મેળવવા માટે સક્ષમ હોવાનું બહાર આવ્યું છે જે પ્રોગ્રામની ભૂમિકા ભજવે છે. પરમાણુ માહિતીને સમજવાની, સંગ્રહિત કરવાની અને પ્રક્રિયા કરવાની ક્ષમતા પ્રકૃતિમાં ઝડપી ઉત્ક્રાંતિમાંથી પસાર થઈ છે અને તે સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઇકોલોજીકલ સિસ્ટમ-રચના પરિબળ બની ગઈ છે. બાયોટાની આનુવંશિક માહિતીનો કુલ પુરવઠો 1015 બિટ્સનો અંદાજ છે. વૈશ્વિક બાયોટાના તમામ કોષોમાં ચયાપચય અને ઊર્જા સાથે સંકળાયેલ પરમાણુ માહિતીના પ્રવાહની કુલ શક્તિ 1036 bit/s સુધી પહોંચે છે (ગોર્શકોવ એટ અલ., 1996).

4.4.2. જૈવિક ચક્રના ઘટકો.

જૈવિક ચક્ર બાયોસ્ફિયરના તમામ ઘટકો (એટલે ​​કે માટી, હવા, પાણી, પ્રાણીઓ, સુક્ષ્મસજીવો વગેરે વચ્ચે) થાય છે. તે જીવંત જીવોની ફરજિયાત ભાગીદારી સાથે થાય છે.

બાયોસ્ફિયર સુધી પહોંચતા સૌર કિરણોત્સર્ગ દર વર્ષે લગભગ 2.5 * 1024 Jની ઊર્જા વહન કરે છે. તેમાંથી માત્ર 0.3% જ પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દરમિયાન સીધા જ કાર્બનિક પદાર્થોના રાસાયણિક બોન્ડની ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે, એટલે કે. જૈવિક ચક્રમાં સામેલ છે. અને પૃથ્વી પર પડતી સૌર ઉર્જાનો 0.1 - 0.2% શુદ્ધ પ્રાથમિક ઉત્પાદનમાં સમાયેલ હોવાનું બહાર આવ્યું છે. આ ઊર્જાનું આગળનું ભાગ્ય ટ્રોફિક સાંકળોના કાસ્કેડ દ્વારા ખોરાકના કાર્બનિક પદાર્થોના સ્થાનાંતરણ સાથે સંકળાયેલું છે.

જૈવિક ચક્રને શરતી રીતે એકબીજા સાથે જોડાયેલા ઘટકોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: પદાર્થોનું ચક્ર અને ઊર્જા ચક્ર.

4.4.3. ઊર્જા ચક્ર. બાયોસ્ફિયરમાં ઊર્જાનું પરિવર્તન

ઇકોસિસ્ટમને જીવંત સજીવોના સંગ્રહ તરીકે વર્ણવી શકાય છે જે સતત ઊર્જા, દ્રવ્ય અને માહિતીનું વિનિમય કરે છે. ઊર્જાને કાર્ય કરવાની ક્ષમતા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે. ઇકોસિસ્ટમ્સમાં ઊર્જાની હિલચાલ સહિત ઊર્જાના ગુણધર્મો, થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમો દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે.

થર્મોડાયનેમિક્સનો પહેલો નિયમ અથવા ઊર્જા સંરક્ષણનો કાયદો જણાવે છે કે ઊર્જા અદૃશ્ય થતી નથી અથવા નવેસરથી સર્જાતી નથી, તે માત્ર એક સ્વરૂપમાંથી બીજા સ્વરૂપમાં જાય છે.

થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો નિયમ જણાવે છે કે બંધ સિસ્ટમમાં એન્ટ્રોપી માત્ર વધી શકે છે. ઇકોસિસ્ટમ્સમાં ઊર્જાના સંબંધમાં, નીચેની રચના અનુકૂળ છે: ઊર્જાના રૂપાંતર સાથે સંકળાયેલ પ્રક્રિયાઓ સ્વયંભૂ રીતે માત્ર એવી સ્થિતિ હેઠળ થઈ શકે છે કે ઊર્જા એકાગ્ર સ્વરૂપમાંથી વિખરાયેલા સ્વરૂપમાં પસાર થાય છે, એટલે કે, તે અધોગતિ કરે છે. ઊર્જાના જથ્થાનું માપ જે ઉપયોગ માટે અનુપલબ્ધ બને છે, અથવા અન્યથા ઊર્જાના અધોગતિ દરમિયાન થતા ક્રમમાં ફેરફારનું માપ એ એન્ટ્રોપી છે. સિસ્ટમનો ક્રમ જેટલો ઊંચો, તેની એન્ટ્રોપી ઓછી.

બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, સજીવ પદાર્થ અવકાશ અને સૂર્યની ઉર્જા મેળવે છે અને પૃથ્વીની પ્રક્રિયાઓ (રાસાયણિક, યાંત્રિક, થર્મલ, વિદ્યુત) ની ઊર્જામાં પરિવર્તિત કરે છે. આ ઉર્જા અને અકાર્બનિક પદાર્થને જૈવસ્ફિયરમાં પદાર્થોના સતત ચક્રમાં સામેલ કરે છે. બાયોસ્ફિયરમાં ઊર્જાનો પ્રવાહ એક દિશા ધરાવે છે - સૂર્યથી છોડ (ઓટોટ્રોફ્સ) થી પ્રાણીઓ (હેટરોટ્રોફ્સ) સુધી. સતત નિર્ણાયક પર્યાવરણીય સૂચકાંકો (હોમિયોસ્ટેસિસ) સાથે સ્થિર સ્થિતિમાં કુદરતી અસ્પૃશ્ય ઇકોસિસ્ટમ્સ સૌથી વધુ ક્રમબદ્ધ સિસ્ટમ્સ છે અને સૌથી ઓછી એન્ટ્રોપી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

4.4.4. જીવંત પ્રકૃતિમાં પદાર્થોનું ચક્ર

જીવંત પદાર્થોની રચના અને તેનું વિઘટન એ એક પ્રક્રિયાની બે બાજુઓ છે, જેને રાસાયણિક તત્વોનું જૈવિક ચક્ર કહેવામાં આવે છે. જીવન એ સજીવો અને પર્યાવરણ વચ્ચેના રાસાયણિક તત્વોનું ચક્ર છે.

ચક્રનું કારણ એ તત્વોની મર્યાદિત સંખ્યા છે જેમાંથી સજીવોના શરીર બનાવવામાં આવે છે. દરેક જીવ પર્યાવરણમાંથી જીવન માટે જરૂરી પદાર્થો તારવે છે અને ન વપરાયેલ પદાર્થો પરત કરે છે. આ કિસ્સામાં:

કેટલાક જીવો પર્યાવરણમાંથી સીધા ખનિજોનો વપરાશ કરે છે;

અન્ય લોકો પહેલા પ્રોસેસ્ડ અને આઇસોલેટેડ ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ કરે છે;

ત્રીજું - બીજું, વગેરે, જ્યાં સુધી પદાર્થો તેમની મૂળ સ્થિતિમાં પર્યાવરણમાં પાછા ન આવે ત્યાં સુધી.

બાયોસ્ફિયરમાં, એકબીજાના કચરાના ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ કરવામાં સક્ષમ વિવિધ સજીવોના સહઅસ્તિત્વની સ્પષ્ટ જરૂરિયાત છે. અમે વર્ચ્યુઅલ રીતે કચરો-મુક્ત જૈવિક ઉત્પાદન જોઈએ છીએ.

જીવંત સજીવોમાં પદાર્થોનું પરિભ્રમણ આશરે ચાર પ્રક્રિયાઓમાં ઘટાડી શકાય છે:

1. પ્રકાશસંશ્લેષણ. પ્રકાશસંશ્લેષણના પરિણામે, છોડ સૌર ઊર્જાને શોષી લે છે અને એકઠા કરે છે અને કાર્બનિક પદાર્થો - પ્રાથમિક જૈવિક ઉત્પાદનો - અને અકાર્બનિક પદાર્થોમાંથી ઓક્સિજનનું સંશ્લેષણ કરે છે. પ્રાથમિક જૈવિક ઉત્પાદનો ખૂબ જ વૈવિધ્યસભર છે - તેમાં કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ (ગ્લુકોઝ), સ્ટાર્ચ, ફાઇબર, પ્રોટીન અને ચરબી હોય છે.

સરળ કાર્બોહાઇડ્રેટ (ગ્લુકોઝ) માટેની પ્રકાશસંશ્લેષણ યોજના નીચેની યોજના ધરાવે છે:

આ પ્રક્રિયા ફક્ત દિવસ દરમિયાન થાય છે અને છોડના જથ્થામાં વધારો સાથે છે.

પૃથ્વી પર, પ્રકાશસંશ્લેષણના પરિણામે વાર્ષિક આશરે 100 અબજ ટન કાર્બનિક પદાર્થોની રચના થાય છે, લગભગ 200 અબજ ટન કાર્બન ડાયોક્સાઇડ શોષાય છે, અને આશરે 145 અબજ ટન ઓક્સિજન છોડવામાં આવે છે.

પ્રકાશસંશ્લેષણ પૃથ્વી પર જીવનના અસ્તિત્વની ખાતરી કરવામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. તેનું વૈશ્વિક મહત્વ એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવ્યું છે કે પ્રકાશસંશ્લેષણ એ એકમાત્ર પ્રક્રિયા છે જે દરમિયાન થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયામાં ઊર્જા, લઘુત્તમ સિદ્ધાંત અનુસાર, વિખરાયેલી નથી, પરંતુ તેના બદલે એકઠા થાય છે.

પ્રોટીનના નિર્માણ માટે જરૂરી એમિનો એસિડનું સંશ્લેષણ કરીને, છોડ અન્ય જીવંત જીવો કરતાં પ્રમાણમાં સ્વતંત્ર રીતે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. આ છોડની ઓટોટ્રોફી (પોષણમાં સ્વતંત્રતા) દર્શાવે છે. તે જ સમયે, છોડનો લીલો સમૂહ અને પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન ઉત્પાદિત ઓક્સિજન જીવંત જીવોના આગલા જૂથ - પ્રાણીઓ, સુક્ષ્મસજીવોના જીવનને ટેકો આપવા માટેનો આધાર છે. આ સજીવોના આ જૂથની હેટરોટ્રોફી દર્શાવે છે.

2. શ્વાસ. પ્રક્રિયા પ્રકાશસંશ્લેષણની વિપરીત છે. તમામ જીવંત કોષોમાં થાય છે. શ્વસન દરમિયાન, કાર્બનિક પદાર્થો ઓક્સિજન દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ થાય છે, પરિણામે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, પાણી અને ઉર્જાના પ્રકાશનનું નિર્માણ થાય છે.

3. ઓટોટ્રોફિક અને હેટરોટ્રોફિક સજીવો વચ્ચે ખોરાક (ટ્રોફિક) જોડાણો. આ કિસ્સામાં, ફૂડ ચેઇનની લિંક્સ સાથે ઊર્જા અને દ્રવ્ય સ્થાનાંતરિત થાય છે, જેની આપણે અગાઉ વધુ વિગતવાર ચર્ચા કરી છે.

4. બાષ્પોત્સર્જનની પ્રક્રિયા. જૈવિક ચક્રની સૌથી મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓમાંની એક.

તે નીચે પ્રમાણે યોજનાકીય રીતે વર્ણવી શકાય છે. છોડ તેમના મૂળ દ્વારા જમીનની ભેજને શોષી લે છે. તે જ સમયે, તેઓ પાણીમાં ઓગળેલા ખનિજો મેળવે છે, જે શોષાય છે, અને ભેજ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓના આધારે વધુ કે ઓછા સઘન રીતે બાષ્પીભવન કરે છે.

4.4.5. બાયોજીયોકેમિકલ ચક્ર

ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય અને જૈવિક ચક્રો જોડાયેલા છે - તે એક પ્રક્રિયા તરીકે અસ્તિત્વમાં છે, જે પદાર્થોના પરિભ્રમણને જન્મ આપે છે, કહેવાતા બાયોજિયોકેમિકલ ચક્ર (BGCC). તત્વોનું આ ચક્ર ઇકોસિસ્ટમમાં કાર્બનિક પદાર્થોના સંશ્લેષણ અને સડોને કારણે છે (ફિગ. 4.1) બાયોસ્ફિયરના તમામ તત્વો BGCCમાં સામેલ નથી, પરંતુ માત્ર બાયોજેનિક છે. જીવંત સજીવો તેમાંથી બનેલા છે; આ તત્વો અસંખ્ય પ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રવેશ કરે છે અને જીવંત જીવોમાં થતી પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે. ટકાવારીની દ્રષ્ટિએ, બાયોસ્ફિયરમાં જીવંત પદાર્થોના કુલ સમૂહમાં નીચેના મુખ્ય બાયોજેનિક તત્વોનો સમાવેશ થાય છે: ઓક્સિજન - 70%, કાર્બન - 18%, હાઇડ્રોજન - 10.5%, કેલ્શિયમ - 0.5%, પોટેશિયમ - 0.3%, નાઇટ્રોજન - 0, 3%, (ઓક્સિજન, હાઇડ્રોજન, નાઇટ્રોજન, કાર્બન તમામ લેન્ડસ્કેપ્સમાં હાજર છે અને જીવંત જીવોનો આધાર છે - 98%).

રાસાયણિક તત્વોના બાયોજેનિક સ્થળાંતરનો સાર.

આમ, બાયોસ્ફિયરમાં પદાર્થોનું બાયોજેનિક ચક્ર છે (એટલે ​​​​કે સજીવોની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિને કારણે એક ચક્ર) અને ઊર્જાનો દિશાવિહીન પ્રવાહ છે. રાસાયણિક તત્વોનું બાયોજેનિક સ્થળાંતર મુખ્યત્વે બે વિરોધી પ્રક્રિયાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

1. સૌર ઊર્જાને કારણે પર્યાવરણીય તત્વોમાંથી જીવંત પદાર્થોની રચના.

2. કાર્બનિક પદાર્થોનો વિનાશ, ઊર્જાના પ્રકાશન સાથે. આ કિસ્સામાં, ખનિજ પદાર્થોના તત્વો વારંવાર જીવંત સજીવોમાં પ્રવેશ કરે છે, ત્યાં જટિલ કાર્બનિક સંયોજનો, સ્વરૂપોનો ભાગ બને છે અને પછી, જ્યારે બાદમાં નાશ પામે છે, ત્યારે તેઓ ફરીથી ખનિજ સ્વરૂપ મેળવે છે.

એવા તત્વો છે જે જીવંત સજીવોનો ભાગ છે, પરંતુ બાયોજેનિક તરીકે વર્ગીકૃત નથી. આવા તત્વોને સજીવોમાં તેમના વજનના અપૂર્ણાંક અનુસાર વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:

મેક્રોએલિમેન્ટ્સ - સમૂહના ઓછામાં ઓછા 10-2% બનાવે છે;

સૂક્ષ્મ તત્વો - 9*10-3 થી 1*10-3% સમૂહના ઘટકો;

અલ્ટ્રામાઇક્રોએલિમેન્ટ્સ - સમૂહના 9*10-6% કરતા ઓછા;

બાયોસ્ફિયરના અન્ય રાસાયણિક તત્વોમાં બાયોજેનિક તત્વોનું સ્થાન નક્કી કરવા માટે, ચાલો ઇકોલોજીમાં સ્વીકૃત વર્ગીકરણને ધ્યાનમાં લઈએ. બાયોસ્ફિયરમાં થતી પ્રક્રિયાઓમાં તેમની પ્રવૃત્તિ અનુસાર, બધા રાસાયણિક તત્વોને 6 જૂથોમાં વહેંચવામાં આવે છે:

ઉમદા વાયુઓ - હિલીયમ, નિયોન, આર્ગોન, ક્રિપ્ટોન, ઝેનોન. નિષ્ક્રિય વાયુઓ જીવંત જીવોનો ભાગ નથી.

ઉમદા ધાતુઓ - રુથેનિયમ, રેડિયમ, પેલેડિયમ, ઓસ્મિયમ, ઇરિડિયમ, પ્લેટિનમ, સોનું. આ ધાતુઓ પૃથ્વીના પોપડામાં લગભગ કોઈ સંયોજનો બનાવતી નથી.

ચક્રીય અથવા બાયોજેનિક તત્વો (તેમને સ્થળાંતર પણ કહેવામાં આવે છે). પૃથ્વીના પોપડામાં બાયોજેનિક તત્વોનું આ જૂથ કુલ જથ્થાના 99.7% જેટલો છે, અને બાકીના 5 જૂથો - 0.3%. આમ, મોટા ભાગના તત્વો સ્થળાંતર કરનારાઓ છે જે ભૌગોલિક પરબિડીયુંમાં ફરે છે, અને જડ તત્વોનો ભાગ ખૂબ નાનો છે.

છૂટાછવાયા તત્વો મુક્ત અણુઓના વર્ચસ્વ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. તેઓ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં પ્રવેશ કરે છે, પરંતુ તેમના સંયોજનો પૃથ્વીના પોપડામાં ભાગ્યે જ જોવા મળે છે. તેઓ બે પેટાજૂથોમાં વહેંચાયેલા છે. પ્રથમ - રુબિડિયમ, સીઝિયમ, નિઓબિયમ, ટેન્ટેલમ - પૃથ્વીના પોપડાની ઊંડાઈમાં સંયોજનો બનાવે છે, અને સપાટી પર તેમના ખનિજોનો નાશ થાય છે. બીજું - આયોડિન, બ્રોમિન - માત્ર સપાટી પર પ્રતિક્રિયા આપે છે.

કિરણોત્સર્ગી તત્વો - પોલોનિયમ, રેડોન, રેડિયમ, યુરેનિયમ, નેપટ્યુનિયમ, પ્લુટોનિયમ.

દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો - યટ્રીયમ, સમેરિયમ, યુરોપિયમ, થુલિયમ, વગેરે.

આખું વર્ષ, બાયોકેમિકલ ચક્ર લગભગ 480 અબજ ટન દ્રવ્યને ગતિમાં રાખે છે.

વી.આઈ. વર્નાડસ્કીએ ત્રણ બાયોજિયોકેમિકલ સિદ્ધાંતો ઘડ્યા જે રાસાયણિક તત્વોના બાયોજેનિક સ્થળાંતરના સારને સમજાવે છે:

બાયોસ્ફિયરમાં રાસાયણિક તત્વોનું બાયોજેનિક સ્થળાંતર હંમેશા તેના મહત્તમ અભિવ્યક્તિ માટે પ્રયત્ન કરે છે.

ભૌગોલિક સમય પર પ્રજાતિઓની ઉત્ક્રાંતિ, જીવનના સ્થિર સ્વરૂપોની રચના તરફ દોરી જાય છે, તે દિશામાં જાય છે જે અણુઓના બાયોજેનિક સ્થળાંતરને વધારે છે.

જીવંત પદાર્થ તેના પર્યાવરણ સાથે સતત રાસાયણિક વિનિમયમાં છે, જે એક પરિબળ છે જે બાયોસ્ફિયરને ફરીથી બનાવે છે અને જાળવે છે.

ચાલો વિચાર કરીએ કે આમાંના કેટલાક તત્વો બાયોસ્ફિયરમાં કેવી રીતે ફરે છે.

કાર્બન ચક્ર. જૈવિક ચક્રમાં મુખ્ય સહભાગી કાર્બનિક પદાર્થોના આધાર તરીકે કાર્બન છે. કાર્બન ચક્ર મુખ્યત્વે જીવંત પદાર્થો અને વાતાવરણીય કાર્બન ડાયોક્સાઇડ વચ્ચે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દ્વારા થાય છે. તે શાકાહારીઓ દ્વારા ખોરાકમાંથી અને માંસાહારી દ્વારા શાકાહારીમાંથી મેળવવામાં આવે છે. શ્વસન અને સડો દરમિયાન, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ આંશિક રીતે વાતાવરણમાં પાછો આવે છે જ્યારે કાર્બનિક ખનિજો બળી જાય છે.

વાતાવરણમાં કાર્બનની ગેરહાજરીમાં, તે 7-8 વર્ષમાં લીલા છોડ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવામાં આવશે. પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા જૈવિક કાર્બન ટર્નઓવરનો દર 300 વર્ષ છે. વાતાવરણમાં CO2 સામગ્રીને નિયંત્રિત કરવામાં મહાસાગરો મોટી ભૂમિકા ભજવે છે. જો વાતાવરણમાં CO2 નું પ્રમાણ વધે છે, તો તેમાંથી કેટલાક પાણીમાં ઓગળી જાય છે, કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

ઓક્સિજન ચક્ર.

ઓક્સિજનમાં ઉચ્ચ રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ હોય છે અને તે પૃથ્વીના પોપડાના લગભગ તમામ તત્વો સાથે જોડાય છે. તે મુખ્યત્વે સંયોજનોના સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે. જીવંત પદાર્થનો દરેક ચોથો અણુ ઓક્સિજન અણુ છે. વાતાવરણમાં લગભગ તમામ મોલેક્યુલર ઓક્સિજન ઉદ્દભવે છે અને લીલા છોડની પ્રવૃત્તિને કારણે સતત સ્તરે જાળવવામાં આવે છે. વાતાવરણીય ઓક્સિજન, શ્વસન દરમિયાન બંધાયેલો અને પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન છોડવામાં આવે છે, 200 વર્ષમાં તમામ જીવંત જીવોમાંથી પસાર થાય છે.

નાઇટ્રોજન ચક્ર. નાઇટ્રોજન એ તમામ પ્રોટીનનો અભિન્ન ભાગ છે. સ્થિર નાઇટ્રોજનનો સામાન્ય ગુણોત્તર, એક તત્વ તરીકે જે કાર્બનિક પદાર્થો બનાવે છે, પ્રકૃતિમાં નાઇટ્રોજન સાથે 1:100000 છે. નાઇટ્રોજનના પરમાણુમાં રાસાયણિક બંધન ઊર્જા ખૂબ ઊંચી હોય છે. તેથી, અન્ય તત્વો - ઓક્સિજન, હાઇડ્રોજન (નાઇટ્રોજન ફિક્સેશનની પ્રક્રિયા) સાથે નાઇટ્રોજનના સંયોજન માટે ઘણી ઊર્જાની જરૂર પડે છે. ઔદ્યોગિક નાઇટ્રોજન ફિક્સેશન -500°C તાપમાન અને -300 atmના દબાણ પર ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં થાય છે.

જેમ તમે જાણો છો, વાતાવરણમાં 78% થી વધુ મોલેક્યુલર નાઇટ્રોજન હોય છે, પરંતુ આ સ્થિતિમાં તે લીલા છોડ માટે ઉપલબ્ધ નથી. તેમના પોષણ માટે, છોડ માત્ર નાઈટ્રિક અને નાઈટ્રસ એસિડના ક્ષારનો ઉપયોગ કરી શકે છે. આ ક્ષાર કઈ રીતે બને છે? અહીં તેમાંથી કેટલાક છે:

બાયોસ્ફિયરમાં, બાયોકેટાલિસિસની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાને કારણે સામાન્ય તાપમાન અને દબાણ પર એનારોબિક બેક્ટેરિયા અને સાયનોબેક્ટેરિયાના ઘણા જૂથો દ્વારા નાઇટ્રોજન ફિક્સેશન હાથ ધરવામાં આવે છે. એવું માનવામાં આવે છે કે બેક્ટેરિયા દર વર્ષે આશરે 1 અબજ ટન નાઇટ્રોજનને બંધ સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરે છે (ઔદ્યોગિક ફિક્સેશનનું વૈશ્વિક વોલ્યુમ લગભગ 90 મિલિયન ટન છે).

માટીના નાઇટ્રોજન-ફિક્સિંગ બેક્ટેરિયા હવામાંથી મોલેક્યુલર નાઇટ્રોજનને શોષવામાં સક્ષમ છે. તેઓ નાઇટ્રોજન સંયોજનો સાથે જમીનને સમૃદ્ધ બનાવે છે, તેથી તેમનું મહત્વ અત્યંત મહાન છે.

છોડ અને પ્રાણી મૂળના કાર્બનિક પદાર્થોના નાઇટ્રોજન-સમાવતી સંયોજનોના વિઘટનના પરિણામે.

બેક્ટેરિયાના પ્રભાવ હેઠળ, નાઈટ્રોજન નાઈટ્રેટ્સ, નાઈટ્રાઈટ્સ અને એમોનિયમ સંયોજનોમાં ફેરવાય છે. છોડમાં, નાઇટ્રોજન સંયોજનો પ્રોટીન સંયોજનોના સંશ્લેષણમાં ભાગ લે છે, જે ખોરાકની સાંકળોમાં સજીવમાંથી જીવતંત્રમાં પસાર થાય છે.

ફોસ્ફરસ ચક્ર. અન્ય મહત્વપૂર્ણ તત્વ, જેના વિના પ્રોટીન સંશ્લેષણ અશક્ય છે, તે ફોસ્ફરસ છે. મુખ્ય સ્ત્રોતો અગ્નિકૃત ખડકો (એપેટાઇટ) અને જળકૃત ખડકો (ફોસ્ફોરાઇટ) છે.

કુદરતી લીચિંગ પ્રક્રિયાઓના પરિણામે અકાર્બનિક ફોસ્ફરસ ચક્રમાં સામેલ છે. ફોસ્ફરસ જીવંત સજીવો દ્વારા શોષાય છે, જે તેની ભાગીદારી સાથે, સંખ્યાબંધ કાર્બનિક સંયોજનોનું સંશ્લેષણ કરે છે અને તેમને વિવિધ ટ્રોફિક સ્તરોમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે.

ટ્રોફિક સાંકળો દ્વારા તેની મુસાફરી પૂર્ણ કર્યા પછી, કાર્બનિક ફોસ્ફેટ્સ સૂક્ષ્મજીવાણુઓ દ્વારા વિઘટિત થાય છે અને લીલા છોડ માટે ઉપલબ્ધ ખનિજ ફોસ્ફેટ્સમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

જૈવિક પરિભ્રમણની પ્રક્રિયામાં, જે પદાર્થ અને ઊર્જાની હિલચાલને સુનિશ્ચિત કરે છે, ત્યાં કચરાના સંચય માટે કોઈ સ્થાન નથી. દરેક જીવન સ્વરૂપના નકામા ઉત્પાદનો (એટલે ​​​​કે, કચરો) અન્ય સજીવો માટે સંવર્ધનનું સ્થાન પૂરું પાડે છે.

સૈદ્ધાંતિક રીતે, બાયોસ્ફિયરમાં બાયોમાસના ઉત્પાદન અને તેના વિઘટન વચ્ચે હંમેશા સંતુલન જાળવવું જોઈએ. જો કે, અમુક ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય સમયગાળામાં જૈવિક ચક્રનું સંતુલન ખલેલ પહોંચ્યું હતું જ્યારે, અમુક કુદરતી પરિસ્થિતિઓ અને આપત્તિઓને લીધે, તમામ જૈવિક ઉત્પાદનોને આત્મસાત અને રૂપાંતરિત કરવામાં આવ્યા ન હતા. આ કિસ્સાઓમાં, અધિક જૈવિક ઉત્પાદનોની રચના કરવામાં આવી હતી, જે જળ, કાંપની જાડાઈ હેઠળ પૃથ્વીના પોપડામાં સાચવવામાં આવી હતી અને જમા કરવામાં આવી હતી અને પરમાફ્રોસ્ટ ઝોનમાં સમાપ્ત થઈ હતી. આ રીતે કોલસો, તેલ, ગેસ અને ચૂનાના પત્થરોના ભંડાર રચાયા હતા. એ નોંધવું જોઈએ કે તેઓ બાયોસ્ફિયરને પ્રદૂષિત કરતા નથી. કાર્બનિક ખનિજો સૂર્યની ઊર્જાને કેન્દ્રિત કરે છે, જે પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દરમિયાન સંચિત થાય છે. હવે, કાર્બનિક અશ્મિભૂત ઇંધણ બાળીને, માણસ આ ઊર્જાને મુક્ત કરે છે.